1.固体废物资源化的原则是什么?
答:固体废物资源化应遵循的原则是: (1)“资源化”技术是可行的; (2)“资源化”的经济效益比较好,有较强的生命力;
(3)废物应尽可能在排放源就近利用,以节省废物在贮放、运输等过程的投资; (4)“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准,因而具有与之相竞争的能力。 2.有机物的厌氧发酵过程分为几个阶段,简述之。
答:有机物的厌氧发酵过程可分为液化、产酸和产甲烷三个阶段,三个阶段各有其独特的微生物类群起作用。 液化阶段 主要是发酵细菌起作用,包括纤维素分解、蛋白质、水解菌和脂肪分解菌。 产酸阶段 主要是醋酸菌起作用。
以上两阶段起作用的细菌统称为不产甲烷菌。
产甲烷阶段 主要是甲烷细菌,它们将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和二氧化碳的同时利用产酸阶段产生的氢将二氧化碳还原为甲烷。
厌氧发酵的碳氮比一20-30适宜。 3.略述粉煤灰活性含义?
粉煤灰的活性是指粉煤灰在和水、石灰混合后所显示出的凝结硬化性能。具有化学活性的粉煤灰本身无水硬性,在潮湿条件下才能发挥出来。 粉煤灰的活性也叫“火山灰活性”。火山灰活性是指火山灰岩、浮石、硅藻土等天然火山灰类物质下一些性能:
① 其成分中的SiO2和Al2O3为主(75-85%),且含有相当多的玻璃体或其他无定形物 ② 其本身无水硬化性;
③ 在潮湿环境,能与Ca(OH)2等发生反应,生成 一系列水化产物—凝胶。 ④上述水化产物不论在空气中,还是在水中都能硬化产生明显的强度。 4.选择破碎机应综合考虑那些方面的因素? ① 所需要的破碎能力;
② 固体废物的性质(如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等)和颗粒大小; ③ 对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求; ④ 供料方式;
⑤ 安装操作场所情况等。 5.简述双塔循环流动床热分解的特点?
双塔的优点是:
(1)燃烧的废气不进入产品气体中,因此可得高热值燃烧气; (2)在燃烧炉内热媒体向上流动,可防止热媒体结块; (3)因炭燃烧需要的空气量少,向外排出废气少; (4)在流化床内温度均一,可以避免局部过热;
(5)用于燃烧温度低,产生的NOx少,特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解,可以防止结块。
6.我国生活垃圾有哪些收集方式?各有何优缺点?
答:现行的生活垃圾收集方式主要分为混合收集和分类收集两种类型。(
混合收集的优点是比较简单易行,运行费用低。但这种收集方式将全部生活垃圾混合在一起收集运输,增大了生活垃圾资源化、无害化的难度。分类收集方式可以提高回收物资的纯度和数量,减少需要处理的垃圾量,有利于生活垃圾的资源化和减量化,并能够较大幅度地降低废物的运输及处理费用。但分类收集的推行相当复杂和艰难。
7.卫生填埋场主要的判断依据有哪些?
答:卫生填埋场主要判断依据有以下六条:是否达到了国家标准规定的防渗要求;是否落实了卫生填埋作业工艺,如推平、压实、覆盖等;污水是否处理达标排放;填埋场气体是否得到有效的治理;蚊蝇是否得到有效的控制;是否考虑终场利用。(
8.对危险废物进行固化/稳定化处理的目的是什么?二者有何区别和共同点?答:危险废物固化/稳定化处理的目的,是使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来,以便运输、利用和处置。)在一般情况下,稳定化过程是选用某种适当的添加剂与废物混合,以降低废物的毒性和减少污染物自废物到生态圈的迁移率。因而它是一种将污染物全部或部分地固定于支持介质、粘结剂上的方法。固化过程是一种利用添加可以理解为稳定化的一个部分。但从概念上它们又有所区别。无论是稳定化还是固化,其目的都是减小废物的毒性和可迁移性,同时改善被处理对象的工程性质。) 9. 简述热解工艺的分类
答:按供热方式:直接加热法和间接加热法 按热解的温度:高温热解、中温热解和低温热解 ( 按热解炉的结构:固定床、移动床、流化床和旋转炉 ( 按热解产物的聚集状态:气化方式、液化方式和炭化方式。 10. 简述钢渣资源化的途径
答:作钢铁冶炼溶剂;钢渣中回收钢铁;钢渣制水泥;钢渣用于路基垫层;
作农肥和酸性土壤改良剂。
11. 危险废物的危害特性有哪些?怎样确定某种废物是否危险废物?(
答:危险废物具有毒性、易燃性、反应性、传染性、腐蚀性、放射性等危害特性。(1分)
危险废物的鉴别方法主要有两种:一是危害特性鉴别法,依据国家危险废物鉴别标准来进行,通过测试废物的性质来判别该废物是否属于危险废物。某种废物只要具备一种或一种以上的危险特性就属于危险废物。(3分)
二是危险废物定义法。依据国家危险废物名录来进行,列入国家危险废物名录的废物属于危险废物。某类废物虽未列入《国家危险废物名录》,但若根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定其具有危险特性,也属危险废物。(3分) 12. 论述卫生填埋场的终场覆盖的结构及其功能(6分)
答:现代化填埋场的终场覆盖应由五层组成,从上至下为:表层、保护层、排水层、防渗层(包括底土层)和排气层。(1分) 表层的功能为:取决于填埋场封场后的土地利用规划,能生长植物并保证植物根系不破坏下面的保护层和排水层,具有抗侵蚀等能力,可能需要地表排水管道等建筑。(1分)
保护层的功能为:防止上部植物根系以及挖洞动物对下层的破坏,保护防渗层不受干燥收缩、冻结解冻等破坏,防止排水层的堵塞,维持稳定。(1分)
排水层的功能为:排泄入渗进来的地表水等,降低入渗层对夏布防渗层的水压力,还可以有气体导排管道和渗滤液回收管道等。(1分)
防渗层的功能为:防止入渗水进入填埋废物中,防止填埋气体逸出。(1分) 排气层的功能为:控制填埋气体,将其导入填埋气体收集设施进行处理或利用。(1分) 13. 简述温度变化对甲烷菌的影响作用?(4分)
答:甲烷菌对温度的急剧变化比较敏感,中温或高温厌氧发酵允许的温度变化范围为 ±(1.5~2.0)℃。(2分)
当有±3℃的变化时,就会抑制发酵速率;有±5℃的急剧变化时,就会突然停止产气,时有机酸大量积累而破坏厌氧发酵。(2分)
14. 垃圾焚烧烟气排放浓度限制指标有哪些?(5分)
①. 烟尘 常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标 (1分)
②. 有害气体 包括SO2 HCL、HF、CO和NOX (1分) ③. 重金属元素单质或化合物 Hg、Cd、Pb、Ni等 (1分)
剂改变废物的工程特性。例如渗透性、可压缩性和强度等)的过程。固化可以看作是一种特定的稳定化过程,
④. 有机污染物 二噁英 包括PCDDs和PCDFs (2分) 15. 试述C/N比对堆肥化的影响,堆肥过程中的C/N比如何控制?(6分)
答:碳为微生物生命活动提供能源,氮则用于合成细胞原生质。堆肥发酵过程中, 碳氮比逐渐下降。碳氮比最佳为(25~35):1;低于20:1 时,微生物繁殖因能量不足而受到抑制,分解缓慢且不彻底;高于40:1 时,堆肥施入土壤导致“氮饥饿”,夺取土壤中的氮。(4分)
通过在垃圾中加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂,使碳氮比调到30左右。(2分) 16. 焚烧技术与热解技术的区别和联系分别是什么?(6分)
答:区别:热解是在无氧或缺氧条件下有机物受热分解的过程,而焚烧则往往以一定的过剩空气量与被处理的有机废物进行氧化燃烧反应;焚烧是放热的,热解是吸热的;焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物,通常包括气体、液体和固体焦类物质;焚烧产生大量的热能,可回收用于发电、加热水或产生蒸汽,就近利用。而热解产物是燃料油及燃料气,便于贮存及远距离输送。
联系:二者都是热处理,通过高温破坏和改变固体废物的组成和结构。焚烧过程中常常含有热解阶段,热解常作为焚烧处理的辅助手段,利用热解产物进一步燃烧废物,改善废物燃烧效果。
17. 卫生填埋场人工防渗系统一般分为哪几种?各自有什么特点?(8分)
答:人工防渗系统一般可分为单层衬层防渗系统、单复合衬层防渗系统、双层衬层防渗系统和双复合衬层防渗系统。单层衬层防渗系统只有一层防渗层,这种类型的衬垫系统只能用在抗损性低的条件下。单复合衬层防渗系统由两种防渗材料相贴而形成防渗层,两种防渗材料相互紧密地排列,提供综合效力。复合衬层系统综合了物理、水力特点不同的两种材料的优点,因此具有很好的防渗效果。双层衬层系统有两层防渗层,透过上部防渗层的渗滤液或者气体受到下部防渗层的阻挡而在中间的排水层中得到控制和收集,在这一点上它优于单层衬垫系统,但在施工和衬层的坚固性等方面不如复合衬层系统。双复合衬层防渗系统采用两层复合防渗层,综合了单复合衬层防渗系统和双层衬层防渗系统的优点,具有抗损坏能力强、坚固性好、防渗效果好等优点,但其造价比较高。
18. 根据温度变化,堆肥大致可分成哪三个阶段?每个阶段主要的微生物类群是什么?(6分) 答:根据温度变化,堆肥大致可分成三个阶段:
(1)中温阶段:堆制初期,堆层呈中温(15~45℃),此时嗜温性微生物活跃。
(2)高温阶段:堆层温度上升到45℃以上,可达到65~70℃,或更高。此时嗜温性微生物受到抑制,嗜热性微生物活跃。70℃以上,微生物大量死亡或进入休眠状态。
(3)降温阶段:微生物进入内源呼吸期,发热量减少,温度下降,嗜温性微生物再占优势,残留有机质进一步分解,腐殖质不断增多且趋于稳定,堆肥进入腐熟阶段
19. 工业固体废物从产生到处置的各个环节如何贯彻“3C”原则?(6分)
答:所谓“3C原则”指的是:避免产生(Clean)、综合利用(Cycle)、妥善处理(Control)。依据此原则,固体废物从产生到处置的过程可分为五个环节:
(1)废物的产生:在这一环节应大力提倡清洁生产技术,通过改变原材料、改进生产工艺或更换产品,力求减少或避免废物的产生。
(2)系统内部的回收利用:对生产过程中产生的废物,应推行系统内的回收利用,尽量减少废物外排。
(3)系统外的综合利用:对于从生产过程中排出的废物,通过系统外的废物交换、物质转化、再加工等措施,实现其综合利用。
(4)无害化/稳定化处理:对于那些不可避免、且难以实现综合利用的废物,则通过无害化、稳定化处理,破坏或消除有害成分。为了便于后续管理,还应对废物进行压缩、脱水等减容减量处理。
(5)最终处置与监控:最终处置作为固体废物的归宿,必须保证其安全、可靠,并应长期对其监控,确保不对环境和人类造成危害。
20,生活垃圾堆肥化之前,为什么要对原料进行预处理?(6分) 答:预处理主要达到以下三个目的:
(1) 提高物料中的有机物含量:城市固体废物中往往含有大量如玻璃、石头、金属等不可堆腐物,通过预处理工艺不但可以提高堆肥物料中有机物比例,而且还能从各类分选工艺中分离出大量可回收的资源化材料。
(2) 调整物料粒度:堆肥物料粒度越小,其表面积越大,微生物新陈代谢越快,堆肥物料的发酵速度也就越高。可堆肥化物料的粒度小于50mm为宜。通过选用合适的破碎设备,可以调整合理的堆肥物料粒度。
(3) 调节水分和C/N比:堆肥物料适宜的含水率和C/N比不仅可以提高堆肥场的生产效率,而且可以保证获得高效的堆肥,特别是对于含水率高的固体废物,如污水污泥。通常使用堆肥成品、稻草、木屑等作为高湿度、低含碳量物料的调理剂,而使用人粪尿作为低湿度物料的水分调节剂。 22.怎样判别某种废物是否危险废物?(6分) 答:危险废物的鉴别方法主要有两种:
一是危害特性鉴别法,依据国家危险废物鉴别标准来进行,通过测试废物的性质来判别该废物是否属于危险废物。某种废物只要具备一种或一种以上的危险特性就属于危险废物。
二是危险废物定义法,依据国家危险废物名录来进行,列入国家危险废物名录的废物属于危险废物。某类废物虽未列入《国家危险废物名录》,但若根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定其具有危险特性,也属于危险废物。 23. 目前我国粉煤灰的综合利用途径主要有哪些?(6分)
答:①用作建材原料(如水泥或混凝土掺料、制砖、空心砌块、硅钙板、陶粒等);②用于工程填筑(如路面路基、低洼地或荒地填充、废矿井或塌陷区充填等);③用于农业(如复合肥、磁化肥、土壤改良剂等);④用于环境保护(如废水处理、脱硫、吸声等);⑤生产功能性新型材料(如复合混凝剂、沸石分子筛、填料载体等);⑥从粉煤灰中回收有用物质(如空心微珠、工业原料、稀有金属等)。
24. 好氧堆肥过程中通风的主要作用有哪些?通风的方式有哪些?(7分)
答:通风的主要作用在于:①提供氧气,以促进微生物的发酵过程;②通过供气量的控制,调节最适温度;③在维持最适温度的条件下,加大通风量可以去除水分。
通风供氧方式有以下几种:①自然扩散:②翻堆;③被动通风;④强制通风 25. 请画出固体废物焚烧系统典型工艺流程。(5分) 26.简述固废破碎目的: (1).使固体废物的容积减小,便于运输和储存。 (2).为固体废物的分选提供所要求的入选粒度,以便有效地回收固体废物中的某种成分。 (3)使固体废物的比表面积增加,提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。 (4).为固体废物的下一步加工作准备, (5).破碎后的生活垃圾进行填埋处置时,压实密度高而均匀,而且加快复土还原。 (6).防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备和炉膛。 27.简述重介质分选原理及适用场合
重介质分选是在重介质中使固体废物中的颗粒群按其密度的大小分开的方法以达到分离的目的。重介质的密度应介于固体废物中轻物料密度和重物料密度之间,凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉,集中于分选设备底部成为重产物;颗粒密度小于重介质密度的重物料都上浮,集中于分选设备上部成为轻产物;分别排出,从而达到分选的目的。 适用于分离粒度较粗(40-60)的固体废物。
28..浮选中常用哪些浮选药剂,它们在浮选过程中的作用是怎样的? 常用浮选药剂:捕收剂、起泡剂和调整剂。 作用:
(1)捕收剂能够选择性地吸附在欲选的物质颗粒表面上,使其疏水性增强,提高可浮性,并牢固地粘附在气泡上而上浮。 (2)起泡剂是一种表面活性剂,当其作用在水—气界面上时,可使界面张力降低,使小气泡趋于稳定,防止相互兼并,以保证有较大的分选界面,提高气泡与颗粒的粘附能力和上浮过程中的稳定性,以保证气泡上浮形成泡沫层,提高分选效率。
(3)调整剂的作用:调整其它药剂(主要是捕收剂)与物质颗粒表面之间的作用。还可调整浆料的性质,提高浮选过程的选择性。
29水泥固化的特点 优点:
①固化工艺和设备较简单,设备投资、动力消耗和运行费用都比较低; ②水泥原料和添加剂价廉易得; ③对含水量较高的废物可以直接固化,对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制等; ④操作可在常温下进行; ⑤产品适于投海处置或作路基、建筑物基料。 缺点:
①水泥固化体的浸出率较高, ②水泥固化体的增容比较高,
③有机废物需进行预处理和投加添加剂,使处理费用增高; ④水泥的碱性易使铵离子转变成氨气逸出;
⑤处理化学泥渣时,由于生成胶状物,使混合器的排料较困难,需加入适量的锯末予以克服 30.试比较热解处理与焚烧处理的优缺点 ① 焚烧是放热的,热解是吸热反应; ② 焚烧的产物是CO2和H2O,而 热解主要是使高分子化合物分解为低分子,因此热分解也称为“干馏”。其产物分别为:气体部分: 氢、甲烷、CO、CO2等;液体部分: 甲醇、丙酮、醋酸、乙醛、含其他有机物的焦油、溶剂油、水溶液等;固体部分:主要为焦炭或碳黑。③ 焚烧产生的大量废气和部分废渣仅热能可回收,同时还存在二次污染问题。焚烧产生的热能量大的可用于发电,量小的只可供加热水或产生蒸汽,就近利用;而热解产物是燃料油及燃料气,便于储存及远距离输送。 31.简述赤泥的组成及应用 答:(1)赤泥的组成:①化学组成包括AL2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、TiO2、Na2O。还含少量稀有金属和放射性元素。②矿物组分包括硅酸二钙和硅酸三钙,尤以硅酸二钙含量最多。
(2)赤泥的应用:①生产水泥。主要品种有普通硅酸盐水泥、油井水泥和硫酸盐水泥。②回收有价金属。在赤泥中可以回收氧化铁、氧化钛,以及钒、铬、锰等金属氧化物。 简答(25分 每题5分)
33.简述重介质分选工作原理及适用范围?
重介质分选是在重介质中使固体废物中的颗粒群按其密度的大小分开的方法以达到分离的目的。重介质的密度应介于固体废物中轻物料密度和重物料密度之间,凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉,集中于分选设备底部成为重产物;颗粒密度小于重介质密度的重物料都上浮,集中于分选设备上部成为轻产物;分别排出,从而达到分选的目的。 适用于分离粒度较粗(40-60)的固体废物。 36.简述双塔循环流动床热分解的特点?
(1)燃烧的废气不进入产品气体中,因此可得高热值燃烧气; (2)在燃烧炉内热媒体向上流动,可防止热媒体结块; (3)因炭燃烧需要的空气量少,向外排出废气少; (4)在流化床内温度均一,可以避免局部过热;
(5)用于燃烧温度低,产生的NOx少,特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解,可以防止结块。 37.什么是固体废物?其特点是什么?
答:固体废物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥态赋存的物质。其特点是具有时间性和空间性。一种过程的废物随着时空条件的变化,往往可以成为另一过程的原料, 所以废物又有“放错错误地点的原料”之称。
39.热解和焚烧处理的原理是什么?热解与焚烧处理各有何特点?
答:固体废物的热解是指在缺氧或无氧条件下,使可燃性固体废物在高温下分解,最终成为可燃气、油、固型碳的过程。固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包含大分子的断链、异构化和小分子的聚合等反应。热解过程可用下列通式表示:
气体(H2+CH4+CO+CO2+H2O+NH3+H2S+HCN) 有机固体废物 高分子、大分子有机液体(焦油+芳香烃)
△+低分子有机液体+各种有机酸+芳香烃
固体(炉渣、碳黑) 热解与焚烧的特点如下: (1) 反应类型不同。热解反应是吸热反应,焚烧是放热反应。
(2) 反应产物不同。热解反应主要是高分子化合物分解为低分子,因此热解反应也称“干馏”,其产物可分为气
体、液体和固体,可产生燃气、燃油,其便于储存运输;而焚烧的结果产生大量的废气和部分废渣,仅热能可回收,同时还存在二次污染问题。